師寧焉,王金寬
(遼寧省白石水庫管理局,遼寧 朝陽 122000)
白石水庫混凝土壩預(yù)制廊道技術(shù)
師寧焉,王金寬
(遼寧省白石水庫管理局,遼寧 朝陽 122000)
寒冷地區(qū),水庫混凝土大壩現(xiàn)澆廊道,因周邊混凝土的約束和通風(fēng),頂部極易產(chǎn)生縱向通縫而滲漏嚴(yán)重,處理困難。為防止上述問題發(fā)生,白石水庫建設(shè)中對5~27號壩段內(nèi)的水平廊道采用整體預(yù)制?,F(xiàn)已運用13年,效果較好。
水庫大壩;預(yù)制廊道;接縫防滲
白石水庫總庫容16.45億m3,為大(1)型水庫。廊道預(yù)制件的形式一般分為全斷面預(yù)制和部分預(yù)制。在全斷面預(yù)制中又分整體預(yù)制和分體預(yù)制。整體預(yù)制即除廊道底板外(有時亦包括底板),側(cè)墻和頂板(或頂拱)均一次預(yù)制;部分預(yù)制就是僅預(yù)制側(cè)墻或頂板(頂拱)中的某一部分,其余現(xiàn)場澆筑。
全斷面整體預(yù)制,就是把廊道按長度方向分成若干段,每段(以下稱廊道預(yù)制件)一次預(yù)制完成,這種預(yù)制方法受力條件好,預(yù)制和安裝都很方便,外形質(zhì)量容易控制,但需有較大的運輸和安裝能力;全斷面分體預(yù)制,一般是把每個廊道預(yù)制件分成2~3段,到現(xiàn)場拼接,外觀質(zhì)量不易控制,增加了安裝和接縫處理的難度。
白石水庫工程總工期由原設(shè)計6.5年減少為5.5年,時間緊,必須優(yōu)化施工。當(dāng)時工地預(yù)制廠設(shè)有30 t龍門吊,大壩現(xiàn)場有DMQ540/30 t門式和40 t汽車起重機,有15 t以上的運輸汽車。因此選擇了整體預(yù)制方案。
廊道預(yù)制件幾何尺寸的確定,除應(yīng)考慮經(jīng)濟性,還要考慮裝運、安裝及水庫運行期構(gòu)件自身的堅固性。最終確定長99 cm、厚40 cm、內(nèi)高400 cm。每個預(yù)制件的邊棱部位留有等腰2 cm的內(nèi)倒角和6 cm的外倒角,兩相鄰塊設(shè)計間隙2 cm。安裝后對相鄰塊間隙防滲處理。
采用三級配混凝土,最大骨料粒徑80 mm,標(biāo)標(biāo)號為C20W6。
配筋設(shè)計主要考慮以下荷載:①水平和垂直起吊自重產(chǎn)生的內(nèi)力;②混凝土澆筑產(chǎn)生的側(cè)壓力;③水庫正常運行期廊道的應(yīng)力。經(jīng)計算,在第③種情況下,廊道周圍不產(chǎn)生拉應(yīng)力,只需按構(gòu)造配筋。因此,廊道配筋設(shè)計主要應(yīng)滿足①、②,配置了雙層φ20@200鋼筋。每個預(yù)制件都設(shè)置了3個水平吊環(huán)和2個垂直吊環(huán)供吊裝使用,吊環(huán)位于起吊內(nèi)力均勻分布處。為避免預(yù)制件在吊運、安裝期間兩自由端發(fā)生變形產(chǎn)生不利的內(nèi)應(yīng)力,在下部增設(shè)了臨時支撐。
廊道水平段總長403 m,在排水與灌漿廊道三個相交部位采用現(xiàn)場支模澆筑(長15 m),其余388 m均采用預(yù)制廊道。預(yù)制件總數(shù)388塊,單件體積 4.14 m3、重 11.07 t,預(yù)制總量 1 606 m3。
預(yù)制場在壩址下游,配有起重量30 t的龍門吊一臺,400 L攪拌機一臺及電焊機、鋼筋加工機等附屬設(shè)備。
廊道預(yù)制件內(nèi)模采用定型組合鋼模板,面板用厚5 mm的鋼板制作,每個預(yù)制件的內(nèi)模分4塊,即2塊1/2半圓段和兩塊側(cè)面直線段,外模全部采用鋼桁架的木模板,亦分成4塊組裝。內(nèi)外倒角用紅松或白松制作。
為利于標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè),保證預(yù)制件精度,在預(yù)制之前要先做成與預(yù)制件斷面相同的底臺,底臺用一級配混凝土澆筑,高10 cm,表面包鍍鋅鐵皮。每隔80 cm留一圓孔,以便穿加固模板的螺栓之用。支模時內(nèi)外模板把底臺夾在當(dāng)中。
首先將鋼筋籠放到底臺上,把各種預(yù)埋件按設(shè)計位置固定好。然后將涂刷完脫模劑的內(nèi)外層模板組裝并加固,驗收合格后進行混凝土澆筑。
混凝土坍落度3~5 cm為宜,人工分三層入模振搗后,進行修面。振搗器功率為1.1 kW的軟軸振搗棒,初凝后灑水養(yǎng)護。在夏季48 h就可拆模、72 h可用龍門吊輕移到存放場繼續(xù)養(yǎng)生到28 d后再堆放。如用蒸氣養(yǎng)護,則更節(jié)省時間。
在壩體齒槽澆筑到底面高程以下0.5 m為安裝基面,預(yù)埋兩條∠100×100×10角鋼,其間距與預(yù)制廊道底邊外緣預(yù)埋鐵相同,預(yù)制件精確就位后,進行間斷焊接,焊縫高度不小于10 mm,每側(cè)焊縫總長不小于底邊長的50%。每臺吊車可安2 m/h?;嬉陨舷噜忣A(yù)制件接縫做防滲處理:
1)將內(nèi)外側(cè)縫口封堵密實后向縫內(nèi)灌注膨脹水泥砂漿。
2)初凝后拆開外封口,用鋼刷除掉外倒角表面的粘結(jié)物和乳皮,沖冼干凈。
3)用較稠的水泥凈漿涂刷外倒角后填抹膨脹水泥砂漿至齊平。
4)養(yǎng)護3 d后在風(fēng)干表面涂貼四油三氈,向兩側(cè)預(yù)制件多貼10 cm以上。
5)澆筑壩體混凝土。
6)溝抹內(nèi)倒角,澆筑廊道底板二期混凝土。
1)隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展,新材料、新工藝不斷問世,在處理預(yù)制件接縫(嵌縫)上應(yīng)選擇新型可塑性防滲材料,如聚氯乙烯膠泥,塑料油膏,基丁橡膠等等。
2)相鄰預(yù)制件安裝必須保持在同一平面,外抹角可減小到3 cm×3 cm,有利于節(jié)省嵌縫膠材和確保外層的四油三氈粘貼質(zhì)量。
3)油氈卷材應(yīng)選擇有一定彈性和耐久性的新型材質(zhì),液態(tài)膠應(yīng)選擇可塑性的,以適應(yīng)壩體變形,特別要重視壩段橫縫防滲處理。
4)預(yù)制件安裝間隙應(yīng)先用膨脹水泥砂漿灌注,內(nèi)外縫口建議用適當(dāng)直徑小膠管充氣封堵效果更佳。待砂漿接近初凝時,拆開外封口,壓實壓光。
5)如外抹角全部采用可塑防滲膠材回填時,結(jié)合面應(yīng)涂刷液體膠過渡層。如用早強膨脹砂漿回填也需涂刷凈水泥稠漿過渡層,砂漿養(yǎng)生不小于3 d隙。貼油氈前要風(fēng)干表面,不宜用噴燈烘烤。廊道外側(cè)橫縫止水不可取消,要保證止水效果。
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2012-04-20